WO2024121095A1 - Bandleitervorrichtung, ausgebildet, um in wechselstrom gespeiste elektrische maschinen, insbesondere motoren, eingesetzt zu werden - Google Patents

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WO2024121095A1
WO2024121095A1 PCT/EP2023/084214 EP2023084214W WO2024121095A1 WO 2024121095 A1 WO2024121095 A1 WO 2024121095A1 EP 2023084214 W EP2023084214 W EP 2023084214W WO 2024121095 A1 WO2024121095 A1 WO 2024121095A1
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strip conductor
conductor elements
conductor device
elements
cross
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PCT/EP2023/084214
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Axel Helm
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Additive │ Drives GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H02K3/14—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots with transposed conductors, e.g. twisted conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0414—Windings consisting of separate elements, e.g. bars, hairpins, segments, half coils

Definitions

  • the invention relates to a strip conductor device, designed to be used in alternating current-fed electrical machines, in particular motors, comprising at least two elongated, in particular rigid strip conductor elements with contact devices for coupling in and coupling out electrical current, wherein the strip conductor elements provide a current path and the strip conductor elements form a layer arrangement with electrical insulation in between, according to the preamble of claim 1.
  • Röbel conductors or Röbel rods usually consist of several individual conductors that swap places once over the length of the conductor in the course of a full transposition length (for the term full transposition length, see in particular DE 10 2012 218 986 A1, Fig. 1 and 2, "V", and the associated description) (so that each individual conductor is back in its original position after the swap - only further along the length of the Röbel conductor).
  • each partial conductor in a wound coil changes its position. This is particularly important with regard to minimizing alternating current losses and reducing coupling losses.
  • a Röbel conductor typically covers an extension of very many full transposition lengths and is characterized by a large number of twisted individual conductors capable of carrying high currents.
  • the permanent swapping of the positions of the individual conductors over the length of the conductor ensures that a conductor runs temporarily on the inside, i.e. with a smaller winding radius, and then again on the outside, i.e. with a larger winding radius.
  • Röbel rods are rods produced by twisting square profile wires.
  • the profile wires can be brought together in the Röbel tool in such a way that sections with untwisted, parallel profile wires and sections with twisted profile wires are continuously lined up next to one another, and that the frontmost strand section in the untwisted area is periodically separated from the strand as a Röbel rod.
  • a double Röbel rod for the winding of an electrical machine is known from DE 197 54943 Al.
  • sub-conductors are arranged in four adjacent stacks. Two adjacent sub-conductors are guided as a sub-conductor pair next to each other over the entire length of a conductor and are twisted together. To achieve the desired twist, the sub-conductors are bent both parallel and crossed in order to achieve optimal compensation of the transverse and radial fields of an electrical machine in operation.
  • CH 15177 A discloses a device for producing interlocking flat conductors.
  • the slots of the stator irons of an alternating current machine there are stacked rods of a coil made of several interlocking flat conductors. After emerging from the slot, free rod ends extend axially to the start of end connections.
  • WO 2022/029008 A1 which goes back to the applicant, relates to a method for the additive manufacturing of a three-dimensional component with at least one electrical conductor, in particular with at least one conductor winding, preferably a coil, preferably a hairpin for an electrical machine, in particular an electric motor or generator.
  • the electrical conductor is realized by applying a construction material layer by layer and locally selectively solidifying the construction material by irradiation with a beam impinging on the construction material in such a way that the conductor comprises first regions and at least one second region, wherein the first regions are at least partially separated by the at least one second region in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the conductor.
  • the at least one second region has a lower conductivity than the first regions.
  • the regions with different conductivity can be used to easily create structures during additive manufacturing that have a positive effect on the flow of current, in particular reduce eddy current effects.
  • strip conductor device which is designed to be used in alternating current-fed electrical machines, in particular electric motors.
  • the strip conductor device should be able to be produced cost-effectively and with high production efficiency and, in addition, should have further improved electrical properties compared to the prior art, in particular reduced losses due to the skin effect and help to achieve high fill factors.
  • the strip conductor device with strip conductor elements is based on the idea of producing the individual strip conductor elements separately and processing them using conventional methods, such as forging or pressing, in order to ensure the high productivity mentioned above.
  • the manufactured strip conductor elements can then be joined to the strip conductor device, cut to length as required and connected at the ends.
  • the strip conductor device has at least two elongated, rigid strip conductor elements with contact devices for coupling in and coupling out electrical current, wherein the strip conductor elements provide a current path.
  • the strip conductor elements form a layer arrangement with electrical insulation in between.
  • separately manufactured strip conductor elements can be provided with a completely enveloping insulation and are subsequently stacked on top of each other.
  • strip conductor elements are stacked on top of each other.
  • the strip conductor elements swap places in relation to their position in the stack, i.e. top or bottom, at least once over the length of their conductor, particularly during a full transposition section.
  • This position change is achieved without twisting or distortion by complementary step changes of the strip conductor elements carried out by means of material deformation.
  • the cross-sectional surface shapes of the strip conductor elements vary in the region of the step jumps.
  • the cross-sectional area is preferably at least largely the same if the cross-sectional area shape varies.
  • the desired constant formation of the cross-sectional area avoids or minimizes hotspots in the strip conductor device.
  • the geometric surface shape can be used to achieve frequency adjustment with regard to the aforementioned use in alternating current powered electrical machines, in particular motors.
  • the cross-sectional area (at least one cross-section, possibly all cross-sections) in the area of the step jumps or in the area of at least one step jump (and/or in the area of at least one recess, in particular the wide-side recess of the strip conductor element) is adapted to the cross-sectional area of the remaining sections of the strip conductor elements (in particular at least at one cross-section of the step jump at least substantially equal to a cross-sectional area of at least one remaining, possibly all remaining, sections of the strip conductor elements that are not within a step jump).
  • this is a high level of uniformity and constancy of the cross-sectional areas that is to be aimed for.
  • the step jumps preferably each have complementary, strip conductor element-width-side recesses, which further preferably interlock as a result of the joining of the stack (and in particular thus create the desired compact arrangement).
  • the stack arrangement of the strip conductor device preferably comprises at least two strip conductor elements, each with at least one or at least two step jumps, wherein the respective ends of the strip conductor elements are electrically connected.
  • the stack arrangement is preferably adapted in terms of its dimensions in length and cross-section to the dimensions of slots in the stator or core of an electrical machine.
  • the strip conductor device is part of a rectangular coil or forms so-called hair pins of electrical machines.
  • the strip conductor device can only be provided in a subset of a number of individual pins (hair pins) of a coil and/or electrical machine (or in all pins).
  • the strip conductor device can be provided in at least 1%, preferably at least 8%, more preferably at least 25% and/or at most 90%, preferably at most 70%, more preferably at most 50% of the pins. This allows the advantages of the strip conductor device to be used in a targeted and metered manner.
  • pins are equipped with the strip conductor device, and pins further out are not.
  • the strip conductor elements are preferably stacked closely together and/or at least almost gap-free and/or densely and with a thin insulating layer in between.
  • the insulating layer can be introduced in a continuous process when joining the strip conductor elements to form the strip conductor device between opposite surface sides of the strip conductor elements.
  • the thickness (dl) or (or) the layer thickness of the insulating layer is many times smaller than the thickness (d2) of the strip conductor elements (e.g.: dl ⁇ 0.5*d2 or dl ⁇ 0.1*d2 or dl ⁇ 0.05*d2 and/or dl > 0.001*d2 or dl > 0.005*d2).
  • the thickness or the layer thickness of the insulating layer can be made extremely small due to the small potential differences between the strip conductor elements, so that the desired compact design of the strip conductor device with a correspondingly high fill factor is achieved for the intended use.
  • the strip conductor elements are, for example, made of a solid copper or copper alloy material and/or of a solid aluminum or aluminum alloy material and/or are manufactured by means of additive manufacturing technology.
  • the strip conductor elements can be produced by material deformation.
  • solid-surface strip materials with a preferably rectangular cross-section can be deformed, preferably in such a way that one or more step jumps are formed.
  • the joining of the strip conductor elements to obtain the strip conductor device can be carried out automatically.
  • the production of the strip conductor device in particular if it forms a hairpin geometry or comprises such a geometry, can be carried out conventionally, in particular by bending and/or welding. In general It can be a (simple) replacement of hairpins with the present strip conductor device.
  • the strip conductor elements of the strip conductor device are preferably arranged one above the other (in cross section, in particular perpendicular to the longitudinal extension) (at least outside the respective step or steps and/or outside of at least one recess, in particular the wide-side recess of the strip conductor element) and/or over at least 50% or at least 90% of their length) in (only) one row.
  • a Röbel rod in which at least two rows are arranged next to each other, space can be saved in this way.
  • the strip conductor elements of the strip conductor device are preferably arranged (in cross-section, in particular perpendicular to the longitudinal extension) (at least outside the respective step jump or the respective step jumps and/or outside of at least one recess, in particular the wide-side recess of the strip conductor element, and/or over at least 50% or at least 90% of their length) so that they are not next to each other.
  • a Röbel rod in which (in cross-section) at least two rows are always arranged next to each other, space can be saved in this way.
  • the strip conductor elements of the strip conductor device can run in the same direction (at least outside the respective step jump or the respective step jumps and/or outside of at least one recess, in particular the strip conductor element wide-side recess, and/or over at least 50% or at least 90% or at least 95% of their length).
  • the respective center lines of the strip conductor elements of the strip conductor device can be identical (at least outside the respective step jump or the respective step jumps and/or outside of at least one recess, in particular strip conductor element broadside recess, and/or over at least 50% or at least 90% or at least 95% of their length) in a vertical projection onto a bottom side of a lowest and/or a top side of an uppermost layer (generally: outside of an outermost layer).
  • the strip conductor device and/or the respective strip conductor can have at least or exactly two layers, or at least or exactly three layers, or at least or exactly four layers.
  • the strip conductor device and/or the respective strip conductor can have at least one or exactly one, or at least two or exactly two, or at least four or exactly four, or more layer jumps (step jumps). At least or exactly two layer jumps (step jumps) can in total represent a transposition to the next but one (or, with a corresponding number of layer jumps/step jumps, the third but one or even further away).
  • a (single) layer jump or step jump can lead (immediately) from one layer to the next or even further layer
  • the strip conductor device may comprise at least two or exactly two, or at least three or exactly three, or more strip conductors.
  • the (respective) step jump (or layer jump) is preferably provided in a respective active region of the strip conductor or the strip conductor device.
  • at least one or exactly one, or at least two or exactly two, or at least three or exactly three, or more transpositions (layer jumps) can be present in the (respective) active region of a stator slot (per strip conductor device).
  • the (respective) step jump or the step jumps are preferably arranged in such a way that a (maximum) suppression or reduction of eddy current and/or loop current losses within an overall winding (overall copper winding) occurs.
  • step changes are arranged within the active area of the stator or motor at constant distances from one another.
  • the strip conductor device can be configured as a haripin or as a replacement for (conventional) hairpins and/or within a profile wire winding, in particular to minimize eddy current losses within the winding.
  • the ribbon conductor device can be configured or used alternatively or in addition to stranded wire.
  • Fig. 1 is a perspective view of a strip conductor device, joined by bringing together two strip conductor elements according to the invention, which are already provided with an enveloping insulation layer;
  • Fig. 2 is a side view similar to that of Fig. 1, but with embedding of an insulating layer in the joining process of two strip conductor elements with step jumps for producing the strip conductor device;
  • Fig. 3 is a schematic side view of an alternative embodiment of a strip conductor device
  • Fig. 4 shows a strip conductor device designed in a U-shape (to form a hairpin) in an oblique view
  • Fig. 5 is a schematic sectional view of a stator with strip conductor devices according to an embodiment
  • Fig. 6 is a view similar to Fig. 5 according to a further embodiment.
  • Fig. 7 is a representation analogous to Fig. 5 according to a further embodiment.
  • the strip conductor device consists of two strip conductor elements 1; 2 which are stacked on top of each other.
  • the strip conductor elements 1; 2 exchange their positions in relation to the position in the stack over their conductor length in the course of a full transposition section VS (cf. Fig. 2, where VS is indicated schematically and ends at the beginning of the position jump, which then completes the full transposition).
  • the strip conductor element 1 is located in the left-hand section according to Figure 1 above and changes its position downwards via a step SP.
  • strip conductor element strip conductor section
  • the cross-sectional shape of the strip conductor elements 1; 2 varies.
  • a cross-sectional area of at least one cross-section (if applicable, all cross-sections) in the region of a (respective) step jump corresponds to at least 0.6 times, preferably at least 0.9 times and/or at most 1.5 times, preferably at most 1.1 times the cross-sectional area of at least one cross-section (if applicable, all cross-sections) of the respective strip conductor outside the step jump.
  • a (minimum) width of a respective strip conductor in the region of a (respective) step jump is smaller than a width of the corresponding strip conductor outside the step jump, preferably by at least 10% or at least 30% smaller and/or by at most 80% smaller.
  • a (maximum) thickness (height) of a respective strip conductor in the region of a (respective) step jump is greater than a thickness of the corresponding strip conductor outside the step jump, preferably by at least 10% or at least 50% greater and/or by at most 200% greater.
  • the cross-sectional area in the region of the step jumps SP is at least substantially adapted to the cross-sectional area of the remaining sections of the strip conductor elements 1; 2 and is designed to be the same if possible.
  • the step jumps SP each have complementary, strip conductor element width-side recesses 3, which interlock as a result of joining the gap (see Figure 1).
  • a strip conductor device with two strip conductor elements 1; 2 is obtained, starting from a view of Figure 1 from right to left, which are stacked closely, gap-free and densely, so that a compact arrangement is created.
  • a thin insulating layer 4 is introduced between the strip conductor elements 1; 2 during the process of stacking the strip conductor elements 1; 2 on top of each other (see Figure 2).
  • This insulating layer 4 can already be preformed with regard to the contour in the area of the step jumps SP or can also consist of a material which assumes the shape of the strip conductor elements 1; 2 in the area of the step jumps when they are brought together and joined.
  • the strip conductor elements 1; 2 can consist of a solid copper or copper alloy material, which is advantageous for more effective and cost-effective production.
  • solid surface strip materials with a preferably rectangular cross-section can be deformed in such a way that the step jumps SP relevant here are formed and the joining of the strip conductor elements 1; 2 to Obtaining the strip conductor device can be carried out in a simple automated manner.
  • a key advantage of the strip conductor device presented is that the non-linear conductor structure with step change reduces the area of attack for a slot transverse field when the strip conductor device is used in electrical machines. Furthermore, current displacement is minimized. By simply adapting the conductor geometry, it is possible to react to a different frequency spectrum when operating electrical machines. Any increased current density in the area of the step change can be reduced by geometric adaptation and optimization.
  • Fig. 3 shows a schematic side view of an alternative embodiment of a strip conductor device.
  • the strip conductor device comprises strip conductor elements 11; 12; 13, which form three layers and can have several step jumps (for example from a lowest or first layer shown in the figure to a middle or second layer and from there to a highest or third layer).
  • Fig. 4 shows a strip conductor device designed in a U-shape (to form a hair pin).
  • only one transposition layer jump
  • at least one or exactly one, or at least two or exactly two, or at least three or exactly three, or more transpositions (layer jumps) can be present in the (respective) active area of a stator slot (per strip conductor device).
  • a schematic sectional view of a stator 14 is formed with a plurality of strip conductor devices 21; 22; 23; 24; 25; and 26 (within the stator slot).
  • the exact number of strip conductor devices depends it is not mandatory here. It can be seen that all strip conductor devices are designed according to the basic principle of the present disclosure (according to claim 1).
  • several inner strip conductor devices are designed according to the basic principle of the present disclosure (specifically four, which is not intended to be limiting) and further (here specifically two) strip conductor devices that are located further out, without corresponding step jumps according to the present disclosure.
  • specifically two thirds of the strip conductor devices (which is not intended to be limiting) are designed with step jumps according to the present disclosure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bandleitervorrichtung, insbesondere für Wechselstrom gespeiste elektrische Maschinen, und weist mindestens zwei langgestreckte, starre Bandleiterelemente mit Kontakteinrichtungen zur Einkopplung und Auskopplung von elektrischem Strom auf. Die Bandleiterelemente sind übereinandergestapelt und tauschen über ihre Leiterlänge im Verlauf einer Volltranspositionsstrecke ihre Plätze bezogen auf die Lage im Stapel mindestens einmal. Dieser Lagetausch ist verdrill- und verdrehungsfrei durch komplementäre, mittels Materialumformung ausgeführter Stufensprünge der Bandleiterelemente realisierbar.

Description

Bandleitervorrichtung, ausgebildet, um in Wechselstrom gespeiste elektrische Maschinen, insbesondere Motoren, eingesetzt zu werden
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Bandleitervorrichtung, ausgebildet, um in Wechselstrom gespeiste elektrische Maschinen, insbesondere Motoren, eingesetzt zu werden, aufweisend mindestens zwei langgestreckte, insbesondere starre Bandleiterelemente mit Kontakteinrichtungen zur Einkopplung und Auskopplung von elektrischem Strom, wobei die Bandleiterelemente einen Strompfad bereitstellen und die Bandleiterelemente eine Schichtanordnung mit dazwischen befindlicher elektrischer Isolierung bilden, gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Es ist bekannt, bei Hochstromanwendungen in Generatoren oder bei leistungsfähigen Elektromotoren sogenannte Röbelleiter einzusetzen.
Röbelleiter bzw. Röbelstäbe bestehen üblicherweise aus mehreren Einzelleitern, die über der Leiterlänge im Verlauf einer Volltranspositionslänge (zum Begriff Volltranspositionslänge, vgl. insbesondere DE 10 2012 218 986 Al, Fig. 1 und 2, „V", sowie zugehörige Beschreibung) ihre Plätze einmal durchtauschen (so dass jeder Einzelleiter nach dem Durchtausch wieder in der ursprünglichen Lage - nur weiter fortgeschritten entlang der Länge des Röbelleiters - ist). Hierdurch wechselt jeder Teilleiter bei einer gewickelten Spule seine Position. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine Minimierung von Wechselstromverlusten und die Reduktion von Kopplungsverlusten von Bedeutung. Ein Röbelleiter umfasst typischerweise eine Ausdehnung von sehr vielen Volltranspositionslängen und ist durch eine große Anzahl von verröbelten Einzelleitern in der Lage, hohe Ströme zu tragen.
Beim Wickeln runder Spulen wird durch das permanente Durchtauschen der Positionen der Einzelleiter über die Leiterlänge erreicht, dass ein Leiter zeitweise innen, das heißt bei kleinerem Wickelradius, und dann wieder außen, das heißt bei größerem Wickelradius, verläuft.
Die DE 39 23 310 CI zeigt ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung von Röbelstäben.
Röbelstäbe sind durch Verdrillen von eckigen Profildrähten erzeugte Stäbe. Die Profildrähte können derart im Röbelwerkzeug zusammengeführt werden, dass sich Abschnitte mit unverdrillten, parallel zusammengeführten Profildrähten und Abschnitte mit verdrillten Profildrähten kontinuierlich aneinanderreihen, und dass der jeweils vorderste Strangabschnitt im unverdrillten Bereich als Röbelstab periodisch vom Strang abgetrennt wird.
Aus der DE 197 54943 Al ist ein Doppel-Röbelstab für die Wicklung einer elektrischen Maschine bekannt. Dort sind Teilleiter in vier benachbarten Stapeln angeordnet. Je zwei benachbarte Teilleiter sind als Teilleiterpaar nebeneinander über die gesamte Länge eines Leiters geführt und dabei verdrillt. Für eine gewünschte Verdrillung sind die Teilleiter sowohl parallel als auch gekreuzt gekröpft, um eine optimale Kompensation der Quer- und Radialfelder einer im Betrieb befindlichen elektrischen Maschine zu erreichen.
Die CH 15177 A offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung von miteinander verschränkten Flachleitern. In den Nuten der Ständereisen einer elektrischen Wechselstrommaschine liegen aus mehreren, miteinander verschränkten Flachleitern geschichtete Stäbe einer Spule. Freie Stabenden erstrecken sich nach dem Austritt aus der Nut axial bis zum Ansatz von Stirnverbindungen.
Die auf die Anmelderin zurückgehende WO 2022/029008 Al bezieht sich auf ein Verfahren zur additiven Fertigung eines dreidimensionalen Bauteils mit mindestens einem elektrischen Leiter, insbesondere mit mindestens einer Leiterwicklung, vorzugsweise einer Spule, vorzugsweise eines Hair-Pins für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor oder Generator. Der elektrische Leiter wird durch schichtweises Aufbringen eines Aufbaumaterials und örtlich selektives Verfestigen des Aufbaumaterials durch eine Bestrahlung mit einem auf das Aufbaumaterial auftreffenden Strahl derart realisiert, dass der Leiter erste Bereiche und mindestens einen zweiten Bereich umfasst, wobei die ersten Bereiche in einem Querschnitt senkrecht auf die Längsrichtung des Leiters zumindest teilweise durch den mindestens einen zweiten Bereich getrennt sind. Der mindestens eine zweite Bereich weist eine geringere Leitfähigkeit auf als die ersten Bereiche. Durch die Bereiche mit unterschiedlicher Leitfähigkeit können auf einfache Art und Weise schon während der additiven Herstellung Strukturen erzeugt werden, die den Stromfluss positiv beeinflussen, insbesondere Wirbelstromeffekte reduzieren.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass neben den vielen Vorteilen einer additiven Herstellung von Leiterstrukturen der Fertigungsprozess einen hohen Zeitaufwand nach sich zieht, was einer Massenproduktion bzw. einer Steigerung der Produktivität bei der Herstellung derartiger Wicklungen bzw. Spulen entgegensteht.
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Bandleitervorrichtung anzugeben, welche ausgebildet ist, um in Wechselstrom gespeiste elektrische Maschinen, insbesondere elektrische Motoren, eingesetzt zu werden. Die Bandleitervorrichtung soll kostengünstig und mit hoher Fertigungseffektivität herstellbar sein und darüber hinaus bezogen auf den Stand der Technik weiter verbesserte elektrische Eigenschaften, insbesondere reduzierte Verluste zurückgehend auf den Skin-Effekt aufweisen und dazu beitragen, hohe Füllfaktoren zu erreichen.
Die Bandleiterelemente aufweisende Bandleitervorrichtung greift auf den Gedanken zurück, die einzelnen Bandleiterelemente separat herzustellen und mit konventionellen Verfahren, wie zum Beispiel Massivumformen oder Pressen, bearbeiten zu können, um die oben erwähnte hohe Produktivität zu gewährleisten. Die gefertigten Bandleiterelemente können dann zur Bandleitervorrichtung gefügt, je nach Bedarf abgelängt und endseitig verbunden werden.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt insbesondere mit der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen. Es wird demnach insbesondere von einer Bandleitervorrichtung ausgegangen, die ausgebildet ist, um in Wechselstrom gespeiste elektrische Maschinen, insbesondere elektrische Motoren eingesetzt zu werden.
Die Bandleitervorrichtung weist mindestens zwei langgestreckte, starre Bandleiterelemente mit Kontakteinrichtungen zur Einkopplung und Auskopplung von elektrischem Strom auf, wobei die Bandleiterelemente einen Strompfad bereitstellen.
Die Bandleiterelemente bilden eine Schichtanordnung mit dazwischen befindlicher elektrischer Isolierung.
Insbesondere separat gefertigte Bandleiterelemente können mit einer komplett umhüllenden Isolierung versehen sein und werden im Nachgang übereinandergestapelt.
Grundsätzlich erfolgt also ein Übereinanderstapeln von mindestens zwei Bandleiterelementen. Die Bandleiterelemente tauschen über ihre Leiterlänge, insbesondere im Verlauf einer Volltranspositionsstrecke, ihre Plätze bezogen auf die Lage im Stapel, das heißt oben bzw. unten, mindestens einmal.
Dieser Lagetausch wird verdrill- und verdrehungsfrei durch komplementäre, mittels Materialumformung ausgeführter Stufensprünge der Bandleiterelemente realisiert.
Vorzugsweise, insbesondere um ein kompaktes Gebilde zu realisieren, variieren im Bereich der Stufensprünge die Querschnittsflächenformen der Bandleiterelemente.
Im Bereich der Stufensprünge ist bei variierender Querschnittsflächenform der Querschnittsflächeninhalt vorzugsweise zumindest weitgehend gleich. Durch die angestrebte konstante Ausbildung des Querschnittsflächeninhaltes werden Hotspots in der Bandleitervorrichtung vermieden oder minimiert.
Darüber hinaus kann durch die geometrische Flächenform eine Frequenzanpassung im Hinblick auf die erwähnte Verwendung in Wechselstrom gespeisten elektrischen Maschinen, insbesondere Motoren, erreicht werden. In Weiterbildung der Erfindung ist der Querschnittsflächeninhalt (an mindestens einem Querschnitt, ggf. sämtlicher Querschnitte) im Bereich der Stufensprünge bzw. im Bereich von mindestens einem Stufensprung (und/oder im Bereich von mindestens einem Rücksprung, insbesondere Bandleiterelement-breitseitiger Rücksprung) dem Querschnittsflächeninhalt der übrigen Abschnitte der Bandleiterelemente angepasst (insbesondere zumindest an einem Querschnitt des Stufensprunges zumindest im Wesentlichen gleich einem Querschnittsflächeninhalt mindestens eines übrigen, ggf. sämtlicher übriger, nicht innerhalb eines Stufensprunges liegender, Abschnitte der Bandleiterelemente). Bevorzugt handelt es sich hier um eine anzustrebende hohe Gleichmäßigkeit und Konstanz der Querschnittsflächeninhalte.
Die Stufensprünge weisen vorzugsweise jeweils komplementäre, Bandleiterele- mente-breitenseitige Rücksprünge auf, welche weiter vorzugsweise im Ergebnis des Fügens des Stapels ineinandergreifen (und insbesondere so die angestrebte Kompaktanordnung schaffen).
Die Stapelanordnung der Bandleitervorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens zwei Bandleiterelemente mit jeweils mindestens einem oder mindestens zwei Stufensprüngen, wobei die jeweiligen Enden der Bandleiterelemente elektrisch verbunden sind.
Die Stapelanordnung ist vorzugsweise hinsichtlich ihrer Abmessungen in Länge und Querschnitt an die Dimensionen von Nuten im Stator oder Kern einer elektrischen Maschine angepasst.
Die Bandleitervorrichtung ist in einer bevorzugten Ausführungsform Bestandteil einer Rechteckspule oder bildet sogenannte Hair-Pins von elektrischen Maschinen.
Die Bandleitervorrichtung kann in Ausführungsformen nur in einer Untermenge einer Anzahl von einzelnen Pins (Hair-Pins) einer Spule und/oder elektrischen Maschine vorgesehen sein (oder in sämtlichen Pins). Beispielsweise kann die Bandleitervorrichtung in mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 8 %, weiter vorzugsweise mindestens 25 % und/oder höchstens 90 %, vorzugsweise höchstens 70 %, weiter vorzugsweise höchstens 50 % der Pins vorgesehen sein. Dadurch können die Vorteile der Bandleitervorrichtung gezielt und dosiert genutzt werden. Vorzugsweise sind innerhalb eines jeweiligen Stators weiter innen lie- gende Pins mit der Bandleitervorrichtung ausgestattet, und weiter außen liegende Pins nicht.
Die Bandleiterelemente sind vorzugsweise flächig eng und/oder zumindest nahezu spaltfrei und/oder dicht sowie unter Zwischenanordnung einer dünnen Isolierschicht gestapelt.
Die Isolierschicht kann bei dem Fügen der Bandleiterelemente zur Bildung der Bandleitervorrichtung zwischen sich gegenüberliegenden Oberflächenseiten der Bandleiterelemente in einem kontinuierlichen Prozess eingebracht werden.
Dies stellt eine Alternative oder Ergänzung zur ebenfalls möglichen vollflächigen (eine Isolierschicht ausbildenden) Umhüllung der einzelnen Bandleiterelemente vor dem Fügen zur Bandleitervorrichtung dar.
Die Dicke (dl) oder (bzw.) die Schichtstärke der Isolierschicht ist um ein Vielfaches kleiner als die Dicke (d2) der Bandleiterelemente (z. B. : dl < 0,5*d2 oder dl < 0,l*d2 oder dl < 0,05*d2 und/oder dl > 0,001*d2 oder dl > 0,005*d2). Die Dicke oder die Schichtstärke der Isolierschicht kann aufgrund der geringen Potentialunterschiede zwischen den Bandleiterelementen extrem gering ausgeführt werden, so dass es zur gewünschten Kompaktausbildung der Bandleitervorrichtung mit entsprechend hohem Füllfaktor bei der angestrebten Verwendung kommt.
Die Bandleiterelemente sind beispielsweise aus einem Kupfer- oder Kupferlegierungvollmaterial und/oder aus einem Aluminium- oder Aluminiumlegierungvollmaterial bestehend und/oder mittels additiver Fertigungstechnologie hergestellt.
Die Bandleiterelemente können durch Materialumformung erzeugt werden. Beispielsweise können Vollflächenbandmaterialien mit bevorzugt rechteckigem Querschnitt verformt werden, und zwar vorzugswiese so, dass sich einer oder mehrere Stufensprünge ausbilden. Das Fügen der Bandleiterelemente zum Erhalten der Bandleitervorrichtung kann automatisiert durchführbar sein.
Eine Herstellung der Bandleitervorrichtung, insbesondere wenn sie eine Hairpin- Geometrie ausbildet oder eine solche umfasst, kann konventionell erfolgen, insbesondere ein Biegen und/oder eine Schweißen umfassen. Im allgemeinen kann es sich um ein (einfaches) Ersetzen von Hairpins mit der vorliegenden Bandleitervorrichtung handeln.
Die Bandleiterelemente der Bandleitervorrichtung sind vorzugsweise (im Querschnitt, insbesondere senkrecht auf die Längserstreckung) (zumindest außerhalb des jeweiligen Stufensprunges bzw. der jeweiligen Stufensprünge und/oder außerhalb von mindestens einem Rücksprung, insbesondere Bandleiterelementbreitseitiger Rücksprung) und/oder über zumindest 50 % oder zumindest 90 % Ihrer Länge) in (nur) einer Reihe übereinander angeordnet. Im Gegensatz z. B. zu einem Röbelstab, bei dem mindestens zwei Reihen nebeneinander angeordnet sind, kann dadurch Platz eingespart werden.
Die Bandleiterelemente der Bandleitervorrichtung sind vorzugsweise (im Querschnitt, insbesondere senkrecht auf die Längserstreckung) (zumindest außerhalb des jeweiligen Stufensprunges bzw. der jeweiligen Stufensprünge und/oder außerhalb von mindestens einem Rücksprung, insbesondere Bandleiterelementbreitseitigen Rücksprung, und/oder über zumindest 50 % oder zumindest 90 % ihrer Länge) so angeordnet, dass sie nicht nebeneinander liegen. Im Gegensatz z. B. zu einem Röbelstab, bei dem (im Querschnitt) immer mindestens zwei Reihen nebeneinander angeordnet sind, kann dadurch Platz eingespart werden.
Die Bandleiterelemente der Bandleitervorrichtung können (zumindest außerhalb des jeweiligen Stufensprunges bzw. der jeweiligen Stufensprünge und/oder außerhalb von mindestens einem Rücksprung, insbesondere Bandleiterelementbreitseitigen Rücksprung, und/oder über zumindest 50 % oder zumindest 90 % oder mindestens 95 % ihrer Länge) in dieselbe Richtung verlaufen.
Die jeweiligen Mittenlinien der Bandleiterelemente der Bandleitervorrichtung können (zumindest außerhalb des jeweiligen Stufensprunges bzw. der jeweiligen Stufensprünge und/oder außerhalb von mindestens einem Rücksprung, insbesondere Bandleiterelement-breitseitigen Rücksprung, und/oder über zumindest 50 % oder zumindest 90 % oder mindestens 95 % ihrer Länge) in einer senkrechten Projektion auf eine Unterseite einer untersten und/oder eine Oberseite einer obersten Lage (allg. : Außenseite eine äußersten Lage) identisch sein. Die Bandleitervorrichtung und/oder der jeweilige Bandleiter kann mindestens oder genau zwei Lagen, oder mindestens oder genau drei Lagen, oder mindesten oder genau vier Lagen, aufweisen.
Die Bandleitervorrichtung und/oder der jeweilige Bandleiter kann mindestens einen oder genau einen, oder mindestens zwei oder genau zwei, oder mindestens vier oder genau vier, oder mehr Lagensprung/Lagensprünge (Stufen- sprung/Stufensprünge) aufweisen. Mindestens oder genau zwei Lagensprünge (Stufensprünge) können in Summe eine Transponierung in eine übernächste (oder bei entsprechend vielen Lagensprüngen/Stufensprüngen drittnächste oder noch weiter entfernte) Lage darstellen.
Ein (einzelner) Lagensprung bzw. Stufensprung kann (unmittelbar) von einer Lage zur übernächsten, oder noch weiteren Lage führen
Die Bandleitervorrichtung kann mindestens zwei oder genau zwei, oder mindestens drei oder genau drei, oder mehr Bandleiter aufweisen.
Der (jeweilige) Stufensprung (bzw. Lagensprung) ist vorzugsweise in einem jeweiligen Aktivbereich des Bandleiters bzw. der Bandleitervorrichtung vorgesehen. Generell können mindestens einer oder genau einer, oder mindestens zwei oder genau zwei, oder mindestens drei oder genau drei, oder mehr Transponierungen (Lagensprünge) im (jeweiligen) Aktivbereich einer Statornut (pro Bandleitervorrichtung) vorhanden sein.
Der (jeweilge) Stufensprung bzw. die Stufensprünge sind vorzugsweise so angeordnet, dass eine (maximale) Unterdrückung bzw. Reduktion von Wirbelstrom- und/oder Schlingstromverlusten innerhalb einer Gesamtwicklung (Gesamtkupferwicklung) erfolgt.
Vorzugsweise sind mehrere Stufensprünge innerhalb des Aktivbereichs des Stators bzw. Motors in zueinander gleichbleibenden Abständen angeordnet.
Die Bandleitervorrichtung kann als Haripin bzw. als Ersatz von (konventionellen) Hairpins und/oder innerhalb einer Profildrahtwicklung konfiguriert werden, insbesondere um Wirbelstromverluste innerhalb der Wicklung zu minimieren. Die Bandleitervorrichtung kann alternativ oder zusätzlich zu Litzendraht konfiguriert bzw. eingesetzt werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Bandleitervorrichtung, gefügt durch Zusammenführen von zwei erfindungsgemäßen Bandleiterelementen, die bereits mit einer umhüllenden Isolationsschicht versehen sind;
Fig. 2 eine Seitenansicht ähnlich derjenigen nach Fig. 1, jedoch mit Einbetten einer Isolierschicht im Fügeprozess zweier Bandleiterelemente mit Stufensprüngen zur Herstellung der Bandleitervorrichtung;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Bandleitervorrichtung;
Fig. 4 eine als in U-Form (zur Ausbildung eines Hair-pin) ausgebildete Bandleitervorrichtung in einer Schrägansicht;
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines Stators mit Bandleitervorrichtungen gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 6 eine Darstellung analog Fig. 5 gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
Fig. 7 eine Darstellung analog Fig. 5 gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Die Bandleitervorrichtung gemäß den Figuren besteht aus zwei Bandleiterelementen 1; 2, die übereinandergestapelt sind.
Die Bandleiterelemente 1; 2 tauschen über ihre Leiterlänge im Verlauf einer Volltranspositionsstrecke VS ihre Plätze bezogen auf die Lage im Stapel (vgl. Fig. 2, wobei VS hier schematisch angegeben ist und zu Beginn des Lagensprungs endet, der dann die Volltransposition vollendet).
Im gezeigten Beispiel befindet sich das Bandleiterelement 1 im linksseitigen Abschnitt nach Figur 1 oben und wechselt über einen Stufensprung SP seine Lage nach unten.
Umgekehrt verhält es sich mit dem Bandleiterelement (Bandleiterabschnitt) 2, das (der) seine Lage von unten über den Stufensprung SP nach oben gemäß der figürlichen Darstellung nach Figur 1 wechselt.
Aus der figürlichen Darstellung ist ersichtlich, dass der Lagetausch der Bandleiterelemente verdrill- und verdrehungsfrei durch komplementäre, zum Beispiel mittels Materialumformung ausgeführte Stufensprünge SP der Bandleiterelemente realisiert ist.
Im Bereich der Stufensprünge SP variiert die Querschnittsflächenform der Bandleiterelemente 1; 2.
Durch Ausformung im Bereich der Stufensprünge SP gelingt es, bei variierender Querschnittsflächenform den Querschnittsflächeninhalt zumindest weitgehend gleichbleibend zu gestalten, so dass strombedingte Hotspots vermieden werden können.
Vorzugsweise entspricht ein Querschnittsflächeninhalt mindestens eines Querschnittes (ggf. sämtlicher Querschnitte) im Bereich eines (jeweiligen) Stufensprunges mindestens 0,6-mal, vorzugsweise mindestens 0,9-mal und/oder höchstens 1,5-mal, vorzugsweise höchstens 1,1-mal dem Querschnittsflächeninhalt mindestens eines Querschnitts (ggf. sämtlicher Querschnitte) des jeweiligen Bandleiters außerhalb des Stufensprungs.
Vorzugsweise ist eine (minimale) Breite eines jeweiligen Bandleiters im Bereich eines (jeweiligen) Stufensprunges kleiner als eine Breite des entsprechenden Bandleiters außerhalb des Stufensprungs, vorzugsweise um mindestens 10 % oder mindestens 30 % kleiner und/oder um höchstens 80 % kleiner. Vorzugsweise ist eine (maximale) Dicke (Höhe) eines jeweiligen Bandleiters im Bereich eines (jeweiligen) Stufensprunges größer als eine Dicke des entsprechenden Bandleiters außerhalb des Stufensprungs, vorzugsweise um mindestens 10 % oder mindestens 50 % größer und/oder um höchstens 200 % größer.
Es liegt im Sinne der Erfindung, dass der Querschnittsflächeninhalt im Bereich der Stufensprünge SP zumindest im Wesentlichen dem Querschnittsflächeninhalt der übrigen Abschnitte der Bandleiterelemente 1; 2 angepasst ist und nach Möglichkeit gleich ausgeführt wird.
Die Stufensprünge SP weisen jeweils komplementäre, Bandleiterelementebreitenseitige Rücksprünge 3 auf, welche im Ergebnis des Fügens des Spaltes (siehe Figur 1) ineinandergreifen.
Im Ergebnis des Zusammenfügens der Bandleiterelemente 1; 2, bevorzugt mit einer maschinellen Einrichtung, ergibt sich ausgehend von einer Betrachtung der Figur 1 von rechts nach links eine Bandleitervorrichtung mit zwei Bandleiterelementen 1; 2, die flächig eng, spaltfrei und dicht gestapelt sind, so dass eine kompakte Anordnung entsteht.
Insbesondere wenn unisolierte Bandleiterelemente 1; 2 Verwendung finden, dann wird zwischen den Bandleiterelementen 1; 2 beim Vorgang des Übereinanderstapelns der Bandleiterelemente 1; 2 eine dünne Isolierschicht 4 eingebracht (siehe Figur 2).
Diese Isolierschicht 4 kann im Hinblick auf die Kontur im Bereich der Stufensprünge SP bereits vorgeformt sein oder aber auch aus einem solchen Material bestehen, das beim Zueinanderführen und Fügen der Bandleiterelemente 1; 2 deren Form im Bereich der Stufensprünge annimmt.
Die Bandleiterelemente 1; 2 können aus einem Kupfer- oder Kupferlegierungsvollmaterial bestehen, was für eine effektivere und kostengünstige Fertigung von Vorteil ist. Durch an sich bekannte, bevorzugt zur Anwendung kommende Verfahren der Materialumformung können Vollflächenbandmaterialien mit bevorzugt rechteckigem Querschnitt so verformt werden, dass sich die hier maßgeblichen Stufensprünge SP ausbilden und das Fügen der Bandleiterelemente 1; 2 zum Erhalten der Bandleitervorrichtung in einfacher Weise automatisiert durchführbar ist.
Ein wesentlicher Vorteil der vorgestellten Bandleitervorrichtung besteht aufgrund der nicht-linearen Leiterstruktur mit Stufensprung in einer Verringerung der Angriffsfläche für ein Nutquerfeld beim Einsatz der Bandleitervorrichtung in elektrischen Maschinen. Weiterhin wird die Stromverdrängung minimiert. Durch eine einfache Anpassung der Leitergeometrie kann auf ein unterschiedliches Frequenzspektrum beim Betrieb elektrischer Maschinen reagiert werden. Eine gegebenenfalls erhöhte Stromdichte im Bereich des Stufensprungs ist durch eine geometrische Anpassung und Optimierung reduzierbar.
Vergleicht man die Kupferverluste in Abhängigkeit zur Leitergeometrie ausgehend von bekannten verdrillten Leiterstrukturen mit Kupferverlusten der erfindungsgemäßen Bandleitervorrichtung, dann ist der frequenzabhängige Anstieg von Verlusten beim Einsatz einer Bandleitervorrichtung mit Stapelanordnung von Bandleiterelementen und Stufensprung, insbesondere bei höheren Frequenzen zwischen 500 und 1500, ggf. zwischen 600 und 1000 Hertz, deutlich reduziert.
In Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform einer Bandleitervorrichtung gezeigt. Die Bandleitervorrichtung umfasst Bandleiterelemente 11; 12; 13, die drei Lagen ausbilden und mehrere Stufensprünge aufweisen können (beispielsweise von einer in der Figur dargestellten untersten bzw. ersten zu einer mittleren bzw. zweiten und von dort zu einer höchsten bzw. dritten Lage).
Fig. 4 zeigt eine in U-Form (zur Ausbildung eines Hair-Pin) ausgebildete Bandleitervorrichtung. Hier ist zu erkennen, dass nur eine Transponierung (Lagensprung) im jeweiligen Aktivbereich A des Bandleiters vorgesehen ist. Generell können mindestens einer oder genau einer, oder mindestens zwei oder genau zwei, oder mindestens drei oder genau drei, oder mehr Transponierungen (Lagensprünge) im (jeweiligen) Aktivbereich einer Statornut (pro Bandleitervorrichtung) vorhanden sein.
In Fig. 5 ist eine schematische Schnittdarstellung eines Stators 14 mit einer Vielzahl von Bandleitervorrichtungen 21; 22; 23; 24; 25; und 26 (innerhalb der Statornut) ausgebildet. Auf die genaue Anzahl der Bandleitervorrichtungen kommt es hier nicht zwingend an. Es ist erkennbar, dass sämtliche Bandleitervorrichtungen nach dem Grundprinzip der vorliegenden Offenbarung (gemäß Anspruch 1) ausgebildet sind. In der abweichenden Ausführungsform gemäß Fig. 6 sind mehrere innere Bandleitervorrichtungen entsprechend dem Grundprinzip der vorliegenden Offenbarung ausgebildet (konkret vier, was nicht einschränkend sein soll) und weitere (hier konkret zwei) Bandleitervorrichtungen, die weiter außen liegen, ohne entsprechende Stufensprünge gemäß der vorliegenden Offenbarung. Im vorliegenden Fall sind konkret zwei Drittel der Bandleitervorrichtungen (was nicht einschränkend verstanden werden soll) mit Stufensprüngen gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildet.
In einer nochmals abweichenden Ausführungsform gemäß Fig. 7 sind nur die inneren (bzw. innersten) zwei Bandleitervorrichtungen mit mindestens einem entsprechenden Stufensprung gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildet und die äußeren (hier: vier) nicht. Nur ein Drittel (was wiederum nicht einschränkend verstanden werden soll) der Bandleitervorrichtungen ist somit mit mindestens einem Stufensprung gemäß der vorliegenden Offenbarung ausgebildet.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass ein möglichst breiter Schutzumfang angestrebt wird. Insofern kann die in den Ansprüchen enthaltene Offenbarung auch durch Merkmale präzisiert werden, die mit weiteren Merkmalen beschrieben werden (auch ohne, dass diese weiteren Merkmale zwingend aufgenommen werden sollen). Explizit wird darauf hingewiesen, dass runde Klammern und der Begriff „insbesondere" im jeweiligen Kontext die Optionalität von Merkmalen hervorheben soll (was nicht im Umkehrschluss bedeuten soll, dass ohne derartige Kenntlichmachung ein Merkmal als im entsprechenden Zusammenhang zwingend zu betrachten ist). Der Begriff „Element/-element" soll vorzugsweise eine jeweils zusammenhängende Struktur kennzeichnen, die wiederum mit mindestens einer anderen Struktur (zu einer ggf. einstückigen und/oder in sich nicht beweglichen Gesamtstruktur) verbunden sein kann oder gegenüber sämtlichen anderen Strukturen abgegrenzt sein kann. Bezuaszeichenliste
1, 2 Bandleiterelemente
11; 12; 13 Bandleiterelemente
14 Stator
21; 22; 23; 24; 25; 26 Bandleitervorrichtung

Claims

Ansprüche Bandleitervorrichtung, ausgebildet um in Wechselstrom gespeiste elektrische Maschinen, insbesondere Motoren, eingesetzt zu werden, aufweisend mindestens zwei langgestreckte, starre Bandleiterelemente mit Kontakteinrichtungen zur Einkopplung und Auskopplung von elektrischem Strom, wobei die Bandleiterelemente (1; 2) einen Strompfad bereitstellen und die Bandleiterelemente (1; 2) eine Schichtanordnung mit dazwischen befindlicher elektrischer Isolierung (4) bilden; dad u rch geken nzeich net, dass die Bandleiterelemente (1; 2) übereinander gestapelt sind und über ihre Leiterlänge, insbesondere im Verlauf einer Volltranspositionsstrecke (VS), ihre Plätze bezogen auf die Lage im Stapel mindestens einmal tauschen, weiterhin der Lagetausch verdrill- und verdrehungsfrei durch komplementäre, bevorzugt mittels Materialumformung ausgeführter Stufensprünge (SP) der Bandleiterelemente (1; 2) realisiert ist. Bandleitervorrichtung nach Anspruch 1, dad u rch geken nzeich net, dass im Bereich der Stufensprünge (SP) die Querschnittsflächenform der Bandleiterelemente (1; 2) variiert. Bandleitervorrichtung nach Anspruch 2, dad u rch geken nzeich net, dass im Bereich der Stufensprünge (SP) bei variierender Querschnittsflächenform der Querschnittsflächeninhalt weitgehend gleichbleibend ist. Bandleitervorrichtung nach Anspruch 3, dad u rch geken nzeich net, dass der Querschnittsflächeninhalt im Bereich der Stufensprünge (SP) dem Querschnittsflächeninhalt der übrigen Abschnitte der Bandleiterelemente (1; 2) angepasst ist. Bandleitervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass die Stufensprünge (SP) jeweils komplementäre, Bandleiterelementebreitenseitige Rücksprünge (3) aufweisen, welche im Ergebnis des Fügens des Stapels ineinandergreifen. Bandleitervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass diese eine Stapelanordnung von mindestens zwei Bandleiterelementen (1;
2) mit jeweils mindestens einem oder mindestens zwei Stufensprüngen (SP) umfasst, wobei die jeweiligen Enden der Bandleiterelemente (1, 2) elektrisch verbunden sind. Bandleitervorrichtung nach Anspruch 6, dad u rch geken nzeich net, dass die Stapelanordnung hinsichtlich ihrer Abmessungen in Länge und Querschnitt an die Dimensionen von Nuten im Stator oder Kern einer elektrischen Maschine angepasst ist. Bandleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dad u rch geken nzeich net, dass diese Bestandteil einer Rechteckspule oder eines Hairpins ist. Bandleitervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass die Bandleiterelemente (1; 2) flächig eng, spaltfrei, dicht und unter Zwischenanordnung einer dünnen Isolierschicht (4) gestapelt sind und eine kompakte Anordnung bilden. Bandleitervorrichtung nach Anspruch 9, dad u rch geken nzeich net, dass die Dicke oder Schichtstärke der Isolierschicht (4) um ein Vielfaches kleiner als die Dicke der Bandleiterelemente (1; 2) ist. Bandleitervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass die Bandleiterelemente (1; 2) aus einem Kupfer- oder Kupferlegierungsvollmaterial bestehen oder mittels additiver Technologie gefertigt sind. Stator und/oder elektrische Maschine, umfassend mindestens eine Spule, insbesondere Rechteckspule, mit mindestens einer Bandleitervorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021119414A1 (de) 2021-07-27 2023-02-02 Additive | Drives GmbH Verfahren zur Herstellung eines Stators

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH15177A (de) 1897-09-04 1898-04-30 Wilhelm Decker Regenerierbare Batterie zur Verwendung für Licht- und Kraftzwecke
DE472405C (de) * 1921-07-26 1929-02-27 Aeg Wicklungstab fuer elektrische Maschinen
DE3923310C1 (de) 1989-07-14 1990-11-29 Lackdraht Union Gmbh, 2838 Sulingen, De
DE19754943A1 (de) 1997-12-11 1999-06-17 Asea Brown Boveri Wicklung für eine elektrische Maschine
ITBO20090262A1 (it) * 2009-04-29 2010-10-30 Magneti Marelli Spa Macchina elettrica rotante
DE102012218986A1 (de) 2012-09-25 2014-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Rechteckspule mit Roebelleiter und Verfahren zu deren Herstellung
US20150114676A1 (en) * 2013-10-31 2015-04-30 Alstom Technology Ltd. Conductor bar with multi-strand conductor element
WO2022029008A1 (de) 2020-08-06 2022-02-10 Additive Drives GmbH Verfahren zur additiven fertigung eines dreidimensionalen bauteiles mit mindestens einem elektrischen leiter
GB2603537A (en) * 2021-02-09 2022-08-10 Univ Bristol Electrical winding element

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH15177A (de) 1897-09-04 1898-04-30 Wilhelm Decker Regenerierbare Batterie zur Verwendung für Licht- und Kraftzwecke
DE472405C (de) * 1921-07-26 1929-02-27 Aeg Wicklungstab fuer elektrische Maschinen
DE3923310C1 (de) 1989-07-14 1990-11-29 Lackdraht Union Gmbh, 2838 Sulingen, De
DE19754943A1 (de) 1997-12-11 1999-06-17 Asea Brown Boveri Wicklung für eine elektrische Maschine
ITBO20090262A1 (it) * 2009-04-29 2010-10-30 Magneti Marelli Spa Macchina elettrica rotante
DE102012218986A1 (de) 2012-09-25 2014-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Rechteckspule mit Roebelleiter und Verfahren zu deren Herstellung
US20150114676A1 (en) * 2013-10-31 2015-04-30 Alstom Technology Ltd. Conductor bar with multi-strand conductor element
WO2022029008A1 (de) 2020-08-06 2022-02-10 Additive Drives GmbH Verfahren zur additiven fertigung eines dreidimensionalen bauteiles mit mindestens einem elektrischen leiter
GB2603537A (en) * 2021-02-09 2022-08-10 Univ Bristol Electrical winding element

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